Grafeno aplicado na colheita de energia em destaque
2018-09-26
Andrei Kholkin e Svitlana Kopyl, em cooperação com TEMA e KAIST (Coreia do Sul) publicam artigo de revisão na Materials Today.

Andrei Kholkin e Svitlana Kopyl, investigadores do CICECO, em cooperação com equipa de investigação do TEMA- Centro de Tecnologia Mecânica e Automação e KAIST - Korea Advanced Institute of Science and Technology (Coreia do Sul) reuniram num só artigo científico vários caminhos que a comunidade científica aponta para que no futuro a humanidade esteja muito menos dependente das energias fósseis. O artigo, intitulado “Graphene-based materials and structures for energy harvesting with fluids – A review” foi publicado este mês na prestigiada revista Materials Today.

“O consumo de eletricidade irá crescer aproximadamente 55 por cento a nível mundial até 2040 e duplicará na Europa até 2050. Esta procura por energia elétrica não pode ser suportada por combustíveis fósseis, o que levou a União Europeia (UE) a estabelecer como objetivo a redução das fontes tradicionais de energia não-renovável entre 80 a 95 por cento até 2050”, lembram Andrei Kholkin, do Departamento de Física e do CICECO, e Marco Santos, do Departamento de Engenharia Mecânica e do TEMA - Centro de Tecnologia Mecânica e Automação, cujo artigo teve a colaboração de cientistas sul coreanos.

Por isso, “um novo modelo energético, baseado em energias renováveis, está a ser implantado globalmente”, aponta Andrei Kholkin que lembra a diretriz do roteiro energético da Comissão Europeia: “Cerca de dois terços de toda a energia deve ser fornecida por fontes renováveis”.

A geração de uma energia limpa e sustentável diretamente do ambiente é uma das abordagens mais promissoras para responder às necessidades crescentes de energia, para reduzir a poluição ambiental e para eletricamente alimentar microdispositivos de forma autónoma (por exemplo, sensores e atuadores, dispositivos médicos, etc).

“Como existe uma extraordinária quantidade de energia mecânica não aproveitada, têm sido amplamente desenvolvidos e utilizados geradores de energia eletromagnéticos, piezoelétricos, triboelétricos e fluido-elétricos que convertem energia mecânica em eletricidade”, explica Andrei Kholkin. Embora já se tenham realizado muitos desenvolvimentos e avanços científicos nesta área, “estes geradores ainda necessitam de melhorias significativas para se obterem excelentes rácios custo-desempenho e para o fornecimento de soluções eficientes numa vasta gama de aplicações tecnológicas, garantindo elevada escalabilidade e adaptabilidade”.

“A intermitência é um problema da maior importância na geração de energia renovável, mas ainda não foi efetivamente resolvido, resultando em elevados custos de produção de energia. O vento e sol estão entre as fontes de energia renovável mais significativas. Contudo, estas fontes são intermitentes”, aponta.

Uma inovadora alternativa às renováveis intermitentes é usar a energia oceânica, mas, esclarece o investigador, “não existem soluções tecnológicas para uma eficiente geração autónoma usando esta fonte energética”.

“Uma abordagem emergente é usar sistemas de materiais com grafeno (contendo filmes de grafeno, redes de grafeno, membranas de grafeno, compósitos 3D de grafeno e estruturas tribológicas), em contato com fluidos. Esta tecnologia de ponta é muito promissora e, consequentemente, deve ser intensivamente investigada a capacidade dos sistemas de grafeno como sistemas de transdução de energia”, afirma.

“Este artigo apresenta, pela primeira vez, uma revisão detalhada das principais descobertas nesta área e, por isso, espera-se uma vasta audiência”, antecipa Andrei Kholkin.

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